Op het absolute nulpunt verandert alle massa in fotonen

[johnsson]

1. Volgens de algemene gaswet bij constante druk, de wet van Charles, is het volume van een gas recht evenredig met de temperatuur ervan. Op het absolute nulpunt is er geen volume meer dus kan er ook geen massa meer overblijven, massa heeft immers altijd volume.
 
2. Volgens de eerste hoofdwet kan er geen energie verloren gaan. Wanneer er geen energie meer is, E=mc2, is er ook geen massa meer over (0=mc2)  Omdat energie niet verloren kan gaan moet alle massa veranderen in een enorme hoeveelheid (c2) fotonen.
 
Kortom; Het Absolute nulpunt is gelijk aan de absolute temperatuur, er kan immers niets sneller bewegen (= temperatuur) dan fotonen.
 
Mijn vraag is echter; is het absolute nulpunt wel bereikbaar? Voor afkoeling naar 0 kelvin moet je immers een ruimte hebben die nog kouder is om alle energie-massa daaraan te onttrekken en omdat niets kouder kan zijn dan 0 Kelvin is 0 Kelvin toch onbereikbaar?
 
 
 
 

[xansid]

Ik snap niks van je redenatie. Maar het absolute nulpunt kan inderdaad niet bereikt worden.
https://en.wikipedia.org/wiki/Third_law_of_thermodynamics#Absolute_zero

[gast031]

Dat atomen stilstaan als het absolute nulpunt wordt bereikt is achterhaald ik heb ook nog geleerd dat ze dan uit elkaar zouden vallen maar hier denkt men nu anders over. 
 
Overigens beweert men het absolute nulpunt wel bereikt te hebben, zie hiervoor:
 
https://nl.wikipedia.org/wiki/Absoluut_nulpunt#Koelen_tot_bij_het_absolute_nulpunt

[xansid]

Dat wikipedia artikel is misleidend. Een negatieve temperatuur is heel iets anders dan het absolute nulpunt.

[gast031]

En dat is? Kun je deze bewering concretiseren? 

[Michel Uphoff]

Lees dit verhaal eens. En dit topic.

[Emveedee]

1. Volgens de algemene gaswet bij constante druk, de wet van Charles, is het volume van een gas recht evenredig met de temperatuur ervan. Op het absolute nulpunt is er geen volume meer dus kan er ook geen massa meer overblijven, massa heeft immers altijd volume.

 
De algemene gaswet geldt alleen voor een ideaal gas. Voor een hoop gassen in de omstandigheden die we in het alledaags leven tegenkomen gaat deze eenvoudige wet prima op. Maar ga je naar extremere omstandigheden zoals bijv. heel hoge of heel lage temperatuur, hoge druk, etc. dan geldt de wet niet meer. Bij lage temperatuur worden gassen op een gegeven moment vloeibaar, of zelfs vast. Hun volume wordt in ieder geval niet 0. De rest van je verhaal gaat dan dus ook niet op.

[johnsson]

 
De algemene gaswet geldt alleen voor een ideaal gas. Voor een hoop gassen in de omstandigheden die we in het alledaags leven tegenkomen gaat deze eenvoudige wet prima op. Maar ga je naar extremere omstandigheden zoals bijv. heel hoge of heel lage temperatuur, hoge druk, etc. dan geldt de wet niet meer. Bij lage temperatuur worden gassen op een gegeven moment vloeibaar, of zelfs vast. Hun volume wordt in ieder geval niet 0. De rest van je verhaal gaat dan dus ook niet op.

 
Niemand minder dan Lord Kelvin zelf berekende het absolute nulpunt door het omgekeerde te nemen van de uitzettingcooficient van lucht bij 0 'C en kwam op -273.22. De wet van Charles is een algemene gaswet bij constante druk. Vanzelfsprekend is het volume gerelateerd aan de druk. Dit neemt echter niet weg dat het volume bij het absolute nulpunt nul moet zijn. Zelfs bij verschillende druk komt het volume bij 0 Kelvin op 0. Vandaar dat het absolute nulpunt geen massa kan hebben want massa heeft altijd volume hoe weinig dat ook moge zijn...
 
Daarom trek ik een vergelijking met het bereiken van de lichtsnelheid, die is ook onbereikbaar voor massa omdat de massa bij het benaderen van de lichtsnelheid oneindig groot zou worden. Nu weet ik dat een Bose Einstein Condensaat uit massa bestaat maar wat gebeurd er met een Bose Einstein Condensaat bij het absolute nulpunt? Het lijkt erop dat die laatste kritische fase van het BEC tot het absolute nulpunt onbereikbaar is voor massa zoals de massatoename verwaarloosbaar is tot aan 99.9 % van de lichtsnelheid. Juist in die laatste 0.1 % is er een onmogelijke massatoename... Zo ben ik geinteresseerd in de laaste fase tussen het BEC en 0 Kelvin.
 
Daarbij komt ook nog  E=mc2; Als de energie nul is moet de massa ook nul zijn zoals fotonen geen massa en eigenlijk ook geen inwendige energie hebben. Daarom word waarschijnlijk alle massa van een BEC bij het benaderen van 0 Kelvin omgezet in fotonen...

[johnsson]

Dat atomen stilstaan als het absolute nulpunt wordt bereikt is achterhaald ik heb ook nog geleerd dat ze dan uit elkaar zouden vallen maar hier denkt men nu anders over. 
 
Overigens beweert men het absolute nulpunt wel bereikt te hebben, zie hiervoor:
 
https://nl.wikipedia.org/wiki/Absoluut_nulpunt#Koelen_tot_bij_het_absolute_nulpunt

 
Ja, vanzelfsprekend veroorzaakt de 'sterke kernkracht' een minimale energie. Toch valt de 'sterke kernkracht' waarschijnlijk ook uiteen bij het benaderen van het absolute nulpunt omdat er geen volume, energie en dus massa (sterke kerkracht) meer is op 0 K. Omdat massa-energie niet verloren kan gaan moet het haast wel omgezet worden in fotonen. (Fotonen hebben geen rustmassa en geen inwendige energie!)

[johnsson]

Mijn vraag is... wat gebeurt er met alle massa van een Bose Einstein Condensaat bij het benaderen van het absolute nulpunt....
 
Is het uberhaupt wel mogelijk om het absolute nulpunt te bereiken zoals massa nooit de lichtsnelheid kan bereiken...

[Marko]

 
Niemand minder dan Lord Kelvin zelf berekende het absolute nulpunt door het omgekeerde te nemen van de uitzettingcooficient van lucht bij 0 'C en kwam op -273.22. De wet van Charles is een algemene gaswet bij constante druk. Vanzelfsprekend is het volume gerelateerd aan de druk. Dit neemt echter niet weg dat het volume bij het absolute nulpunt nul moet zijn. Zelfs bij verschillende druk komt het volume bij 0 Kelvin op 0. Vandaar dat het absolute nulpunt geen massa kan hebben want massa heeft altijd volume hoe weinig dat ook moge zijn...
 
Daarom trek ik een vergelijking met het bereiken van de lichtsnelheid, die is ook onbereikbaar voor massa omdat de massa bij het benaderen van de lichtsnelheid oneindig groot zou worden. Nu weet ik dat een Bose Einstein Condensaat uit massa bestaat maar wat gebeurd er met een Bose Einstein Condensaat bij het absolute nulpunt? Het lijkt erop dat die laatste kritische fase van het BEC tot het absolute nulpunt onbereikbaar is voor massa zoals de massatoename verwaarloosbaar is tot aan 99.9 % van de lichtsnelheid. Juist in die laatste 0.1 % is er een onmogelijke massatoename... Zo ben ik geinteresseerd in de laaste fase tussen het BEC en 0 Kelvin.
 
Daarbij komt ook nog  E=mc2; Als de energie nul is moet de massa ook nul zijn zoals fotonen geen massa en eigenlijk ook geen inwendige energie hebben. Daarom word waarschijnlijk alle massa van een BEC bij het benaderen van 0 Kelvin omgezet in fotonen...

 
Je leest denk ik niet zo goed. De algemene gaswet, maar ook de wet van Charles, zijn wetten die slechts bij benadering correct zijn. Meer bepaald, ze zijn correct voor zover je het volume van de gasmoleculen kunt verwaarlozen ten opzichte van het totale volume, en de aantrekkingskracht tussen de deeltjes te verwaarlozen is ten opzichte van de kracht die ze door de botsingen ondervinden.
 
Alleen onder die aannames, en alleen onder die benadering, zijn de wetten te gebruiken. Bij gangbare drukken en temperaturen is het volume van de gasdeeltjes ongeveer 1/1000 van het totale volume, en vliegen de deeltjes met een rotgang rond, waarbij ze alleen van hun pad afwijken door een botsing, en niet door de aantrekkingskracht van een nabij deeltje. 
 
Maar bij lage temperatuur wordt dat allemaal anders. De deeltjes hebben minder snelheid, en de onderlinge aantrekkingskracht wordt wél belangrijk. De gemiddelde afstand tussen de deeltjes wordt kleiner en je kunt het eigen volume niet meer verwaarlozen.
 
De algemene gaswet (p*V = n*R*T) gaat niet meer op. 
 
Het is ook daarom dat Lord Kelvin op -273,22 °C uitkwam, in plaats van op de correcte waarde van -273,15 °C.
 
Verdere vergelijking met Bose-Einstein condensaten of de relativiteitstheorie heeft dan ook verder niet zoveel zin.
 
Tenslotte, ik denk dat het beter was geweest als je gewoon met je oude account gast002 was ingelogd.

[Emveedee]

Niemand minder dan Lord Kelvin zelf berekende het absolute nulpunt door het omgekeerde te nemen van de uitzettingcooficient van lucht bij 0 'C en kwam op -273.22. De wet van Charles is een algemene gaswet bij constante druk. Vanzelfsprekend is het volume gerelateerd aan de druk. Dit neemt echter niet weg dat het volume bij het absolute nulpunt nul moet zijn. Zelfs bij verschillende druk komt het volume bij 0 Kelvin op 0. Vandaar dat het absolute nulpunt geen massa kan hebben want massa heeft altijd volume hoe weinig dat ook moge zijn...

 
Lord Kelvin gebruikte de uitzettingscoëfficiënt van lucht bij 0° C. Die coëfficiënt is afhankelijk van de temperatuur, en je kunt dus absoluut niet stellen dat het volume 0 moet worden.
 
 
Over Bose-Einstein-Condensaten: die kunnen alléén gevormd worden door bosonen, en niet door fermionen. Voor vrijwel alle gassen geldt dus dat ze geen BEC kunnen vormen. Een van de weinige uitzonderingen is ⁴He.

[johnsson]

Okay, ik begrijp dat de algemene gaswet wellicht niet geldig is in deze extreme omstandigheden.
 
Dan vraag ik mij - los van de algemene gaswet - toch nog af wat er gebeurt als je een Bose Einstein Condensaat - afkoelt naar 0 Kelvin als dat uberhaupt al mogelijk is....
 
Er bestaat immers geen massa zonder energie anders dan fotonen. Massa zonder energie bestaat niet!

[Marko]

Afkoelen naar 0 K kan, maar duurt oneindig lang. De derde hoofdwet van de thermodynamica.
 
Je laatste zin klopt niet en staat er verder ook los van. Massa en energie zijn equivalent maar het verband tussen temperatuur en energie heeft betrekking op de thermische energie, en niet met het energie-equivalent van de rustmassa.

[johnsson]

Afkoelen naar 0 K kan, maar duurt oneindig lang. De derde hoofdwet van de thermodynamica.
 
Je laatste zin klopt niet en staat er verder ook los van. Massa en energie zijn equivalent maar het verband tussen temperatuur en energie heeft betrekking op de thermische energie, en niet met het energie-equivalent van de rustmassa.

Kun je een voorbeeld noemen van massa zonder thermische energie?